opciones para la enseñanza de la representación gráfica a partir de

opciones para la enseñanza de la representación gráfica a partir de

OPCIONES PARA LA ENSEÑANZA DE LA REPRESENTACIÓN
GRÁFICA A PARTIR DE SOFTWARE LIBRE Y GRATUITO
Rubén Darío Morelli 1
Resumen: El propósito de este artículo es presentar los resultados de un
trabajo de investigación sobre el uso de Software Libre y Freeware para la
enseñanza de la Representación Gráfica. La intención es hacer docencia,
aportar y sumar conocimiento desde la perspectiva de este paradigma de
libertad y gratuidad, derribando mitos respecto del Software Libre, poner en
juego la capacidad de aprender y auto-aprender, tan importante en la
producción del conocimiento en la universidad. En el desarrollo de este
trabajo se intenta describir el estado actual del arte desde un marco
conceptual y se presentan ejemplos de ejercicios de representación gráfica
donde se aprecian las posibilidades de migración de programas CAD
privativos tradicionales a programas CAD libres y gratuitos.
Palabras-clave:
Software
Representación Gráfica.
Libre,
CAD,
Freeware,
docencia,
Abstract: The purpose of this article is to present the results of a research
on the use of Free Software and Freeware for teaching Graphic
Representation. The intention is to teach, contribute and add knowledge
from the perspective of this freedom and free-of-charge paradigm, knocking
down myths about Free Software, and to bring into play the ability to learn
and self-learn, an important matter in the production of knowledge in
college. We attempt to describe the state-of-the-art from a conceptual
framework and we introduce examples of graphing exercises where the
potential of migrating from traditional proprietary CAD software to Free
Software and Freeware is appreciated.
Keywords:
Free
Software,
CAD,
Freeware,
teaching,
Graphic
Representation.
1
Introducción
Este artículo pretende difundir las posibilidades actuales del Software Libre y gratuito
en la enseñanza de la Representación Gráfica Técnica. Pero es preciso dejar en claro
1
Universidad Nacional de Rosario – República Argentina. E-mail: [email protected]
16
o
Vol. 3, N . 1, 2015, ISSN 2318-7492
que con la difusión mencionada no se busca descalificar los excelentes programas
privativos tradicionales que se utilizan en nuestra disciplina desde hace muchos años.
La intención es hacer docencia llegando al lector para difundir y poner a su
disposición los resultados de un trabajo de investigación que desde el año 2012 estoy
desarrollando con mi equipo en la Universidad Nacional de Rosario. El grupo de
investigación que dirijo se denomina SoLCAD (Investigación en Software Libre y
Freeware para Representación Gráfica Técnica – http://www.fceia.unr.edu.ar/solcad) y
propone en sus intenciones motivadoras como contribución para el desarrollo
científico, económico y social de nuestro país, aprovechar las posibilidades actuales
del Software Libre (ya sea gratuito o de bajo costo) y del Freeware en el sentido de
fomentar que se produzca y comparta el conocimiento a partir del uso de este tipo de
software que permite estar dentro del marco legal a las universidades, docentes y
alumnos. La filosofía del Software Libre ha establecido un marco propio de referencia
moral, política y legal, bajo premisas indispensables en sociedades democráticas
como la solidaridad, la cooperación y la libertad. Para el grupo SoLCAD, trasladar esta
filosofía a la enseñanza de la Representación Gráfica significa un aporte muy valioso,
ya que todo lo que tiene que ver con la actividad del diseño y la representación se
basa en el uso intenso de software CAD (Computer Aided Design), cuyos programas
son de los más costosos del mundo del software.
Además pretendemos sumar conocimiento y derribar mitos respecto del Software
Libre, poner en juego la capacidad de aprender y auto-aprender (tan importante en la
producción del conocimiento en la universidad) y ante un mismo problema saber
desenvolvernos con distintas alternativas de solución basadas en programas CAD
diferentes y elegir la mejor o más adecuada.
El programa de diseño más difundido en nuestra Universidad es AutoCAD, con el
que docentes y alumnos se introdujeron en el mundo de la gráfica digital desde hace
más de 25 años. Esa migración del dibujo analógico hacia la gráfica digital se hizo sin
prejuicios y donde lo esencial era aprender a dibujar con los programas CAD sin tener
en cuenta los aspectos legales relativos al software y sus licencias, que por cierto eran
poco conocidos. Muchas veces la ansiedad por tener el mejor software CAD lleva a
docentes y alumnos a incurrir en soluciones ilegales violando la ley que rige el derecho
al uso del software privativo.
Se puede percibir un desconocimiento generalizado entre los
usuarios de computadoras acerca de que la utilización, copia o
reproducción de productos de software no siempre es un acto lícito.
Si estas acciones se llevan a cabo sin respetar los términos
17
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
establecidos en la licencia - o sin contar con ella - se está cometiendo
un delito englobado dentro de lo que se ha dado en denominar
piratería informática. (BROCCA, CASAMIQUELA, 2005, p. 5)
Las empresas propietarias de software, con el afán de ganar mercado, permitían y
aún permiten en muchos casos que sus programas de pago se utilicen sin demasiados
controles de legalidad de las licencias. En paralelo podemos afirmar que los
programas CAD gratuitos, tanto libres (Software Libre: tal como es definido por
Richard Stallman) como privativos (Freeware: programas con licencia de uso gratuitas
pero de código fuente cerrado), fueron surgiendo y evolucionando de manera
considerable en los últimos años. En general el usuario final piensa erróneamente que
el Software Libre es para personas expertas y lo asocia exclusivamente al sistema
operativo Linux. Tal vez sea porque el paradigma comercial y cerrado en el que la
mayoría nos formamos está dominado por la industria del software privativo y
comercial que ejerce su influencia para que esto suceda.
El uso de software libre -de código abierto- ha sido en sus orígenes
una actividad de expertos, a tal punto que existe una importantísima
cantidad de servidores y equipos destinados a las comunicaciones e
Internet que funcionan con productos de estas características. Pero
últimamente se ha popularizado gracias a la avalancha de
aplicaciones destinadas al usuario final no informático. Los más de
veinte años de desarrollo del modelo y la producción cooperativa de
programas lo han ido acercando a éste, de tal manera que
actualmente dispone de alternativas a los sistemas operativos y
cuenta con un amplio conjunto de aplicaciones, tanto o más
funcionales que sus equivalentes bajo licencia propietaria. Las
versiones actuales de estos productos poseen un elevado grado de
amigabilidad, permitiendo una instalación relativamente sencilla, fácil
utilización y compatibilidad con otras herramientas. (BROCCA,
CASAMIQUELA, 2005, p. 8-9)
Sin embargo, pocos usuarios finales conocen que es posible disponer de Software
CAD libre y gratuito que corre no sólo en sistemas operativos libres como los basados
en Linux, sino que también están disponibles para sistemas operativos propietarios,
como Windows o Mac OS X.
Otra cuestión que es una dificultad para el usuario final es la falta de estándares
para los archivos, sobre todo a la hora de intercambiarlos con otros usuarios.
Cuando enviamos un fichero por correo electrónico a un amigo o
compañero de trabajo tenemos dos opciones. Si se lo enviamos en
un formato privativo le estamos obligando a que utilice -y si no lo
tiene, a que compre o consiga de otra forma- la aplicación privativa y
única que lee dicho formato. De este modo contribuimos a crear
estándares de facto, lo cual implica extender los monopolios de
software y la dependencia absoluta de un único fabricante para
acceder a nuestra documentación. La segunda posibilidad es usar un
18
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
formato libre, a ser posible estandarizado, que puedan utilizar
distintos programas. De esta manera permitimos a nuestro
compañero o amigo usar el software que prefiera, libre o privativo,
para abrir el fichero y acceder a la información. Si, como docentes,
pedimos a nuestros estudiantes que utilicen formatos privativos en
sus trabajos y asignaciones les estamos obligando a comprar
determinado software o a usarlo indebidamente. (ADELL, BERNABÉ,
2006, p. 21)
En diseño CAD es muy fuerte y difundido el formato propietario DWG, aunque
como se verá más adelante algunos programas CAD comparten esa extensión, la que
todavía dista mucho de ser un formato libre y abierto que pueda ser soportado por
cualquier programa de diseño. Otro aspecto de nuestro trabajo como usuarios finales
es que poco se reflexiona sobre el porcentaje que se usa de un software de diseño. En
general en la mayoría de los casos los estudiantes, docentes o profesionales
utilizamos parcialmente los programas CAD en lo referido a toda la potencialidad de un
software de diseño, limitándonos a resolver nuestras necesidades concretas. Incluso
sólo conocemos las rutinas y comandos que más se utilizan para dibujar planos o
modelados. Temas que tal vez pueden resolverse con software más sencillos que
AutoCAD, por ejemplo, y que están disponibles libremente y consumen menos
recursos de hardware como ventaja adicional.
Entonces ¿cuál es la realidad del software libre y gratuito CAD en la actualidad?
Durante el desarrollo de este artículo se da respuesta a esta pregunta a través de la
descripción de distintos programas CAD que estudiamos y la presentación de
ejemplos de ejercicios resueltos de representación gráfica (MORELLI et al., 2012,
2013, 2014).
2
Marco conceptual de esta investigación
En nuestras Universidades Nacionales, que en Argentina son gratuitas y de libre
acceso, y sobre todo en Facultades de Ingeniería y de Arquitectura, el costo de las
licencias de los programas informáticos privativos es un tema relevante y de recurrente
preocupación, tanto para las instituciones como para sus docentes y alumnos.
Esta preocupación se da también en otros países del Mercosur y del resto del
mundo, incluso países de muy buen desarrollo económico.
En Brasil, la industria informática mueve más de 3.000 millones de
dólares al año, de los que aproximadamente 1.000 van a parar a
Estados Unidos en concepto de licencias de software. El Gobierno de
Ignacio Lula da Silva apuesta por la creación de un tejido local de
empresas que ofrezcan soluciones y servicios en software libre, para
fomentar, así, el desarrollo local y desvincular la inversión pública de
las grandes multinacionales. (HERNÁNDEZ, 2005, p. 166)
19
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
En lo referido a nuestra disciplina, los programas CAD privativos más difundidos
(en nuestra región AutoCAD, CATIA, MICROSTATION, SOLID WORKS, SOLID
EDGE, etc.), resultan inaccesibles para la mayoría al no poder afrontar el costo de sus
licencias de uso. Obtener una licencia legal depende de que las instituciones logren
algún tipo de convenio (que no siempre es factible) con cualquiera de las empresas
propietarias del software, o bien que dichas empresas dispongan de versiones de
software CAD con licencias de costo cero para uso educativo exclusivamente. Este
impedimento económico se traslada a los jóvenes profesionales que egresan de
nuestra universidad (ingenieros, arquitectos, etc.) ya que instalar un estudio
profesional o una pequeña empresa les insume un alto costo al que además se debe
agregar el precio a pagar por licencias de software tanto de diseño como de ofimática.
Esta situación ya es una buena motivación para investigar alternativas de software
libre y preferentemente gratuito para intentar la correspondiente migración hacia
herramientas de software CAD que sean de libre disponibilidad.
El ahorro que representa el software libre es atractivo para las
administraciones ya que les permite la mejor administración de sus
recursos. El proyecto para educación LinEx134 permitió a la Junta de
Extremadura ahorrar 60 millones de euros en licencias de software
que pudieron reinvertir en hardware y en conseguir un ordenador para
cada dos alumnos. A medida que pasan los años y la sociedad de la
información avanza, el gasto en tecnologías de la información será
mayor y mayores serán aún los ahorros en coste de licencia que el
software libre representa. (HERNÁNDEZ, 2005, p. 154)
En los últimos tiempos, las grandes empresas de software CAD privativo han
liberado licencias para uso educativo, tanto para alumnos como para docentes e
instituciones. Esto es un buen aliciente pero esta tardía concesión no parece ser
desinteresada y probablemente se deba a que la competencia es cada vez mayor y
hay una necesidad empresarial de no perder mercado.
Cuando en la Universidad se trabaja en un software propietario específico se cae
en el riesgo de la dependencia tecnológica ya que es lógico pensar que el joven
profesional egresado preferirá continuar trabajando con el software que aprendió, con
lo que el problema del costo de las licencias aparecerá más temprano que tarde.
Encontramos un punto de partida motivante para este Proyecto de Investigación
en un trabajo de colegas docentes de Brasil que orientó nuestra tarea que comenzó a
principios del año 2012.
Nas universidades, a manutenção de um curso de CAD de qualidade
utilizando software comercial requer um investimento elevado, tanto
sob o ponto de vista de aquisição, manutenção ou atualização de
20
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
hardwares e softwares, como no treinamento da equipe... Além da
falta de recursos enfrentados pelas universidades, os alunos também
sofrem com a dificuldade de custear o programa comercial utilizado
pela faculdade, mesmo com desconto acadêmicos, dificultando seu
aprendizado em casa e no desenvolvimento de projetos exigidos pelo
curso. Assim, como os alunos não são cobertos pelas licenças
adquiridas pela universidade na maioria das vezes, eles optam pelo
uso ilegal de softwares para execução de seus trabalhos estudantis.
(CHAVEZ BARBOSA, CHENG, 2007, p. 2).
Compartimos el mismo diagnóstico para nuestra Universidad, y nos trazamos el
firme propósito de investigar y estudiar programas libres para Representación Gráfica,
(inclusive programas complementarios de edición gráfica, ofimática, etc.) y producir
metodologías didácticas con dichos programas, para alcanzar el objetivo de poder
ofrecer a nuestra institución, a docentes y alumnos, una alternativa para la formación
en nuestra disciplina que se encuadre dentro de un nuevo paradigma ético y legal, con
licencias que necesariamente deberán ser gratuitas o de costo accesible para todos.
2.1
Repasando el concepto de Software Libre
Nuestra primera etapa de investigación se orientó al Software Libre para la
Representación Gráfica, es decir, CAD.
El Software Libre está asociado a una filosofía de la libertad y constituye una
verdadera corriente de pensamiento cuyo principal mentor es el programador
estadounidense Richard M. Stallman, quien en 1983 creó el Proyecto GNU con el
objetivo de crear un sistema operativo completamente libre: el sistema GNU. La sigla
GNU es un acrónimo recursivo que significa GNU no es UNIX. Unix era un sistema
operativo muy popular en el ambiente tecnológico computacional de esa época, pero
no era libre. GNU sigue un diseño tipo Unix compatible pero es software libre y no
contiene código de Unix. Hoy el término ―Software Libre‖ se ha popularizado, pero hay
una confusión conceptual entre libertad y gratuidad, de parte de la mayoría de los
usuarios comunes. Software Libre no es sinónimo de software gratuito, ya que puede
ser distribuido comercialmente conservando su carácter definitorio, y también puede
ser gratuito. Software Libre se puede traducir al inglés como Free Software, pero Free
puede significar tanto libre como gratis, por lo que muchos en inglés hablan de Open
Software, es decir Software Abierto. Aquí preferimos hablar de Software Libre.
Con software libre nos referimos a la libertad de los usuarios para
ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, modificar y mejorar el software.
Nos referimos especialmente a cuatro clases de libertad para los
usuarios de software:
- Libertad 0: la libertad para ejecutar el programa sea cual sea
nuestro propósito.
21
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
-
Libertad 1: la libertad para estudiar el funcionamiento del
programa y adaptarlo a tus necesidades —el acceso al código
fuente es condición indispensable para esto.
- Libertad 2: la libertad para redistribuir copias y ayudar así a tu
vecino.
- Libertad 3: la libertad para mejorar el programa y luego publicarlo
para el bien de toda la comunidad —el acceso al código fuente es
condición indispensable para esto.
Software libre es cualquier programa cuyos usuarios gocen de estas
libertades. Gozar de esta libertad significa, entre otras cosas, no tener
que pedir permiso ni pagar para ello. (STALLMAN, 2004, p. 59)
Respecto de las licencias, al adquirir cualquier software privativo en realidad lo
que se adquiere es una licencia de uso EULA (End User License Agreement), o sea un
permiso para usar dicho programa bajo determinadas condiciones que fija el
propietario del software. ―En realidad no hemos comprado el software, sino que
simplemente hemos adquirido el derecho a usarlo con numerosas restricciones, es
decir, que el programa no es nuestro‖ (ADELL, BERNABÉ, 2006, p. 7).
En el mundo del Software Libre el tema de las licencias es muy distinto. Existen
muchas licencias compatibles con la definición de Software Libre y tratar el tema en
profundidad escapa al alcance de este trabajo. Entre las más difundidas se encuentran
la GNU GPL, creada por Stallman en 1989 (General Public License - ver en
http://www.gnu.org/licenses/gpl.html) y GNU LGPL (Lesser General Public License ver en http://www.gnu.org/licenses/lgpl.html). Con los años sus términos se fueron
perfeccionando en nuevas versiones, y sus nomenclaturas pasaron a GPLv2, v3, etc.
La esencia de estas licencias es garantizar a los usuarios las cuatro libertades que se
enuncian en la definición de Software Libre y además cuentan con Copyleft (ver
http://www.gnu.org/copyleft/copyleft.html), un método general para que un software
sea libre requiriendo que todas sus versiones modificadas y extendidas también lo
sean. En la Tabla 1 se ejemplifican las licencias de programas libres muy conocidos.
Tabla 1 - Algunos usos de licencias GPL y LGPL
Tipo
CAD
3D, Render
Diseño Gráfico
Oficina
Sistema Operativo
Software Libre
Licencia
FreeCAD
LibreCAD
Blender
Inkscape
Gimp
LibreOffice
LGPLv2 (código) y GPLv2 (scripts)
GPLv2
GPL
GPLv2
GPLv3
LGPLv3
LGPLv3
GPL y otras licencias libres
OpenOffice
GNU/Linux
22
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
Dentro del mundo privativo, cada empresa de software tiene su propia licencia, sin
embargo pueden mencionarse algunas características, en general comunes, como la
limitación/prohibición de ciertos tipos de usos, limitación del número de usuarios
finales, expiración luego de cierto tiempo, prohibición de redistribución, copia y acceso
al código fuente, entre otras. En la Tabla 2 se hace un listado de software, no
excluyente, como ejemplo de comparación por tipo de licencias y costo (gratis o pago).
Tabla 2 - Comparativa de software según costo
Tipo
CAD
Edición de imágenes y
Diseño Gráfico
3D, Render y Animación
Oficina
Sistemas Operativos
Software
Licencia
Costo
LibreCAD
FreeCAD
DraftSight
SketchUp Make
SketchUp Pro
AutoCAD
Solid Works
Solid Edge
Photoshop
Gimp
Corel Draw
Inkscape
3dStudio
Blender
LibreOffice
Ms Office
Red Hat Enter-prise
Linux
Ubuntu
Ms Windows
Libre
Libre
Privativa
Privativa
Privativa
Privativa
Privativa
Privativa
Privativa
Libre
Privativa
Libre
Privativa
Libre
Libre
Privativa
Gratis
Gratis
Gratis
Gratis
Pago
Pago
Pago
Pago
Pago
Gratis
Pago
Gratis
Pago
Gratis
Gratis
Pago
Libre
Pago
Libre
Privativa
Gratis
Pago
En la Figura 1 se sintetizan las diferentes categorías de licencias de software y su
relación con la gratuidad según GNU.org (1996-2014). En la columna izquierda está el
Software Libre que necesariamente debe ser de código abierto. El software de dominio
público (es aquél que no tiene derechos de autor) será libre si se tiene acceso al
código fuente. El software bajo licencias laxas o permisivas es el que permite utilizar el
código de cualquier manera y así permitir por ejemplo que un programa libre pueda
correr aplicaciones o programas privativos, como es el caso del sistema operativo
GNU/Linux y sus distribuciones. El Copyleft, como ya se dijo, hace que el software
libre siga siendo libre luego de las sucesivas modificaciones que pueda sufrir su
código. El software bajo GPL es el que garantiza al usuario todas las condiciones del
23
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
software libre: usarlo, compartirlo, estudiar y modificar el código fuente. Y por supuesto
es regido por el Copyleft. En la columna de la derecha está el Software Privativo, que
comprende el software de dominio público pero sin acceso al código fuente, el
Freeware (gratuito y de código inaccesible, se amplía en sección 2.2) y el Shareware
(gratuito para su evaluación, limitado en el tiempo y/o forma de uso y se debe pagar
por una licencia completa). Se engloba todo el software de descarga gratuita.
Figura 1 - Software Libre / Software Privativo y la gratuidad
La Figura 2 es una infografía o mapa conceptual del Software Libre (MÉROU,
2010). El mapa conceptual es una técnica usada para la representación gráfica del
conocimiento. Es una red de conceptos y sus relaciones que permiten comprender en
una buena síntesis gráfica el concepto y la filosofía del Software Libre.
Figura 2 - Mapa conceptual del Software Libre
24
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
2.2
El concepto de Freeware
El Freeware es software privativo de licencia gratuita para su uso por un tiempo
indefinido y en general de libre disponibilidad tanto para las instituciones como para
docentes y alumnos como así también para los particulares. En algunos casos la
licencia gratuita es sólo para uso educativo o personal como sucede con SketchUp, o
sólo uso educativo como AutoCAD y otros.
Estudiamos dos importantes desarrollos en Freeware CAD: DraftSight y SketchUp,
que se describen más adelante. Estos programas son bastante conocidos, sobre todo
SketchUp, y fueron de fácil aprendizaje. Nos permitieron resolver muchos ejercicios de
Representación Gráfica. Paralelamente seguimos avanzando en el aprendizaje del
Software Libre. Así comenzamos a transitar con certezas un camino hacia el objetivo
de nuestra investigación: trabajar con software legal y gratuito.
3
Desarrollo del trabajo
La Tabla 3 muestra una lista de los programas que estamos estudiando y utilizando en
el grupo SoLCAD. Luego se hará una breve descripción de las características de cada
uno y una síntesis del uso e interacción entre las aplicaciones libres y gratuitas en
estudio y finalmente se presentarán ejemplos de representaciones de ejercicios y
conceptos de aplicación en la enseñanza-aprendizaje de la Representación Gráfica.
Tabla 3 - Programas que estamos estudiando y utilizando
Tipo
Software Libre
y gratuito
Freeware
Web site oficial
Download
3.1 LibreCAD
http://librecad.org
3.2 FreeCAD
http://freecadweb.org
CAD
3.3 DraftSight
http://www.3ds.com/es/
productos-y-servicios/draftsight
3.4 SketchUp
http://www.sketchup.com/es
3.5 Gimp
http://www.gimp.org
3.6 Inkscape
http://www.inkscape.org
3D, Render y
Animación
3.7 Blender
http://www.blender.org
Oficina
3.8 LibreOffice
https://es.libreoffice.org
Edición de
imágenes y
Diseño Gráfico
25
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
3.1
LibreCAD
Es una aplicación CAD 2D, Software Libre y gratuito disponible para Windows, Mac
OS X y GNU/Linux. Trabaja con el formato DXF (Drawing Exchange Format) que
permite el intercambio con otras aplicaciones CAD. Su lógica de diseño es similar a los
CAD más conocidos: trabaja con capas, referencia a entidades, bloques (pero sin
definición de atributos). LibreCAD es un programa CAD 2D elemental (ver Figura 3).
Figura 3 - Interfaz gráfica de LibreCAD
3.2
FreeCAD
Es un software libre y gratuito para modelado 3D paramétrico. Disponible para
Windows, Mac OS X y GNU/Linux. Soporta varios formatos estándares como DXF,
IGES (Initial Graphics Exchange Specification), STEP (Standard for the Exchange of
Product model data), STL (Stereo Lithography), SVG (Scalable Vector Graphics), entre
otros. Si bien está orientado directamente a la ingeniería mecánica y diseño de
productos, es de propósito general para otras ramas de la ingeniería o para
arquitectura. La Figura 4 muestra su interfaz gráfica. FreeCAD posee herramientas
similares a Catia, SolidWorks o Solid Edge, por lo que también entra en la categoría de
MCAD (Mechanical Computer Aided Design), PLM (Product Lifecycle Management),
CAD/CAM (Computer Aided Manufacturing) y CAE (Computer Aided Engineering).
Figura 4 - Interfaz gráfica de FreeCAD
26
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
3.3
DraftSight
Es un programa CAD 2D Freeware, o sea privativo-gratuito. Disponible para Windows,
Mac OS X y GNU/Linux. Crea, edita y visualiza archivos DWG (acrónimo formado con
tres letras de la palabra Drawing). Por sus comandos y funciones para diseño 2D y su
interfaz (ver Figura 5), es similar a AutoCAD en el entorno de las 2D.
Figura 5 - Interfaz gráfica de DraftSight
3.4
SketchUp
Es un programa de diseño gráfico y modelado 3D para entornos arquitectónicos, de
ingeniería civil, mecánica, industrial, videojuegos, etc. Su versión Freeware, conocida
como SketchUp Make, está disponible para Windows y Mac OS X. Versiones
anteriores hasta la número 8 pueden ejecutarse en GNU/Linux vía el emulador Wine,
pero aún no está disponible en GNU/Linux para las últimas versiones (2014, 2015). La
Figura 6 muestra la interfaz gráfica de SketchUp.
Figura 6 - Interfaz gráfica de SketchUp
Una característica muy importante de SketchUp es la utilización de extensiones
que aumentan la funcionalidad del programa. Son rutinas programadas en lenguaje
Ruby, en su mayoría gratuitas, e inclusive pueden ser de código abierto. Son
27
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
desarrolladas por usuarios que saben programar en Ruby y las ponen a disposición
libremente para toda la comunidad de usuarios (por ejemplo hay extensiones para
hacer proyecciones ortogonales, desarrollo de poliedros, escalado-estirado-torsión de
volúmenes, modelado de superficies, etc.). Hay en la Web oficial un almacén de
extensiones (ver http://extensions.sketchup.com/es). Cada usuario puede descargar e
instalar las que necesite. Lo mismo sucede con los ―componentes‖, que son diseños
3D con características de bloques que crean los usuarios (por ejemplo aberturas,
muebles, artefactos, etc.) y que se pueden subir a la Web de SketchUp para compartir.
3.5
Gimp (GNU Image Manipulation Program)
Es un programa para edición de imágenes en forma de mapa de bits con capacidades
similares a las de Photoshop. Es Software Libre, gratuito y disponible para Windows,
Mac OS X y GNU/Linux, entre otros. En Figura 7 se aprecia la interfaz gráfica.
Gimp lee y escribe la mayoría de los formatos gráficos, entre ellos JPG (Joint
Photographic Group), GIF (Graphics Interchange Format), PNG (Portable Network
Graphics), PCX (Picture Exchange Format), TIFF (Tagged Image File Format), y los de
Photoshop, además posee su propio formato de guardado: el XCF (eXperimental
Computing Facility). También puede importar archivos PDF (Portable Document
Format) e imágenes vectoriales en formato SVG creadas, por ejemplo, con Inkscape.
Figura 7 - Interfaz gráfica de Gimp, con menús contextuales
3.6
Inkscape
Es un editor de gráficos vectoriales, Software Libre y gratuito, con capacidades
similares a Corel Draw, Illustrator, o Freehand. La característica que lo distingue es
que usa el formato de archivo SVG, un estándar abierto de la W3C (World Wide Web
Consortium). Es multiplataforma, es decir, disponible para Windows, Mac OS X y
GNU/Linux. En la Figura 8 se aprecia la interfaz gráfica de Inkscape.
28
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
Figura 8 - Interfaz gráfica de Inkscape
3.7
Blender
Blender es un potente programa para modelado 3D, iluminación, renderizado,
animación y creación de gráficos tridimensionales. También es para composición
digital utilizando la técnica procesal de nodos, edición de vídeo, escultura y pintura
digital. Se pueden desarrollar vídeo juegos ya que posee un motor de juegos interno.
Es Software Libre y gratuito, multiplataforma (Windows, Mac OS X, GNU/Linux,
etc.). Con este programa se pueden representar escenas 3D, generando al final una
imagen 2D. Esa representación se realiza mediante motores gráficos de distintos tipos.
Además tiene la capacidad de representar simulaciones físicas (deformación de
sólidos, acciones con fluidos, humo, etc.). En Figura 9 se aprecia su interfaz gráfica.
Figura 9 - Interfaz gráfica de Blender, última versión (2.72b)
Desde fines de 2014 Blender y FreeCAD son los programas que estamos
investigando para aplicar en forma combinada y nuestro objetivo para 2015 es difundir
los resultados del trabajo en próximos congresos.
29
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
3.8
LibreOffice
Es una suite ofimática libre y gratuita, disponible para Windows, Mac, OS X y
GNU/Linux. Cuenta con un procesador de texto (Writer), un editor de hojas de cálculo
(Calc), un creador de presentaciones (Impress), un gestor de bases de datos (Base),
un editor de gráficos vectoriales (Draw), y un editor de fórmulas matemáticas (Math).
En la Figura 10 se muestra la pantalla de inicio a todas las aplicaciones.
Figura 10 - LibreOffice: pantalla de inicio para el conjunto de aplicaciones de oficina
LibreOffice es una bifurcación de OpenOffice, una suite ofimática similar. Ambas
usan el formato estándar y abierto ODF (Open Document Format), además son
compatibles con los formatos usados por Microsoft Office. En síntesis, es una
excelente alternativa libre y gratuita a la suite de Microsoft Office (Word, Excel,
Powerpoint, etc.), necesaria para las tareas que complementan nuestra labor.
4
Ejemplos de representaciones gráficas
A fines del año 2012, primer año de investigación, logramos familiarizarnos con
nuevos productos CAD que resuelven el problema de la legalidad de las licencias y
comprobamos que era posible la migración de AutoCAD en el entorno 2D a programas
CAD de licencia gratuita para uso educativo: los programas LibreCAD (Software Libre)
y DraftSight (Freeware). Con respecto al trabajo en 3D notamos en esa primera etapa
que a los programas de Software Libre para el dibujo y modelado 3D que habíamos
seleccionado y analizado les faltaba desarrollo en algunas funcionalidades, como las
vistas automáticas, además la curva de aprendizaje de estos programas (por ejemplo
FreeCAD) nos resultaba más dificultosa, con requerimiento de más tiempo para
nosotros como usuarios finales y profesionales del diseño acostumbrados a lógicas
más intuitivas con programas CAD privativos con muchos años de desarrollo con los
que aprendimos a digitalizar. Pero no nos sucedió lo mismo en el ámbito del Freeware,
30
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
donde pudimos avanzar rápidamente en el trabajo de modelado 3D con el programa
SketchUp. Durante 2013 y 2014 trabajamos con las versiones 8 y Make.
Una limitación importante de estas versiones gratuitas de SketchUp es la no
generación de planos y presentaciones o layouts. Pudimos resolver esta dificultad
combinando el trabajo con DraftSight con la siguiente metodología:
Con SketchUp modelamos en 3D y realizamos la generación de vistas planas y
desarrollos con la ayuda de las extensiones o plugins.
Luego mediante la exportación de proyecciones planas al formato DXF pasamos a
trabajar con DraftSight para completar la representación de las vistas planas y
acotación, y finalmente hacer las presentaciones para salida en PDF o papel.
De esta manera logramos migrar a excelentes programas gratuitos y resolver
ejercicios tradicionales de representación gráfica y Geometría Descriptiva, que
originalmente resolvíamos con AutoCAD. Este criterio de utilizar dos o más programas
en una tarea de diseño es factible en casi todas las aplicaciones mediante los formatos
de exportación-importación. En la Figura 11 se muestra un diagrama de interacción
entre las aplicaciones de Software Libre y Freeware con las que estamos trabajando
actualmente. Según los requerimientos de diseño de un determinado Proyecto
(modelado de sólidos o de superficies, diseño CAD 2D) se utiliza el programa
apropiado. Por ejemplo, desde un modelado 3D paramétrico en FreeCAD se puede
exportar vía DXF a DraftSight para hacer los planos de definición. O bien desde
FreeCAD se puede exportar un diseño de un objeto en malla 3D en formato STL para
modelizar en Blender, hacer render y vídeos con animaciones demostrativas, etc.
Figura 11 - Diagrama de interacción entre aplicaciones libres y formatos de archivos
31
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
4.1
Representación con Software Libre 2D
Ejercicio: Representar una vista de un ―Volante de cuatro brazos‖ como muestran los
datos la Figura 12 (DIEGUEZ GONZÁLEZ, 1974, p. 103).
Figura 12 - Datos: Volante de cuatro brazos
Para este ejercicio se utilizó el programa LibreCAD. Este programa es sólo para
trabajar en 2D. Trabaja en formato DXF, una extensión de intercambio estándar que
permite importar/exportar los dibujos desde/hacia otros programas CAD. La lógica de
digitalización es similar a otros CAD tradicionales, trabaja con capas, propiedades de
los objetos y generación de Bloques aunque sin atributos. Su interfaz es sencilla y
amigable, y menos compleja que la de AutoCAD por tener menos funciones. Posee un
único espacio de trabajo, lo que sería el espacio modelo, sin hojas de presentación. En
la Figura 13 puede verse el ejercicio terminado dentro de un Formato A3, formato que
fue importado vía un archivo existente de AutoCAD como DXF. Esto significa que se
puede aprovechar el trabajo que se hizo en otra aplicación CAD utilizando el DXF de
intercambio, siempre en el entorno 2D para este programa libre. En la Figura 14 se ve
el ejercicio terminado e impreso en formato PDF.
Figura 13 - Pantalla LibreCAD con el ejercicio terminado
32
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
Figura 14 - Ejercicio impreso desde LibreCAD como pdf
4.2
Representación con Freeware
A continuación se presentan imágenes de algunas representaciones gráficas 2D con el
programa DraftSight, y luego representaciones combinando el modelado 3D en
SketchUp y la posterior exportación a DraftSight para la generación de planos.
4.2.1 Representación con DraftSight
Ejercicio: Hallar la verdadera magnitud de la cara oblicua definida por los vértices A-BC-D mediante doble cambio de plano, utilizando SCP (sistema de coordenadas
personales). Realizar el dibujo axonométrico isométrico. Datos del modelo según la
Figura 15 a la izquierda (SPENCER, DYGDON, NOVAK, 2009, p. 294). El ejercicio se
resuelve con el programa DraftSight en su totalidad. El aprendizaje del software es
rápido, ya que en sus funciones y comandos es similar a AutoCAD. En la Figura 15 a
la izquierda se muestra una pantalla con el proceso del ejercicio y resultado finalizado.
Figura 15 - Datos y resolución para un ejercicio de cambio de plano
La Figura 16 muestra un ejemplo de un plano de instalación eléctrica domiciliaria,
hecho con DraftSight por un alumno de 4º año de la carrera Ingeniería Eléctrica.
33
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
Figura 16 - DraftSight. Plano de instalación eléctrica de un departamento de 2 dormitorios
4.2.2 Modelado 3D con SketchUp + presentación con DraftSight
En primer lugar se muestra la resolución de un ejercicio de geometría descriptiva
clásico sobre el tema poliedros (FREDE, ALTENIDIKER, 1974, p. 36). Se trata de una
pirámide recta de base cuadrada truncada con dos cortes oblicuos respecto del eje del
cuerpo, como muestran los datos de la Figura 17 a la izquierda. Se pide hacer el
modelado 3D del cuerpo truncado, dibujando en forma automática las vistas
fundamentales del Sistema Monge (planta o proyección horizontal, vista de frente o
alzado y vista lateral izquierda) y un dibujo isométrico. También se debe mostrar la
verdadera magnitud de las secciones planas y el desarrollo del cuerpo resultante.
Plano de presentación en escala 1:1 en formato A4.
La resolución comienza modelando en 3D el poliedro con el programa SketchUp.
En la Figura 17, a la derecha, pueden verse dos imágenes del modelado y truncado.
Figura 17 - Ejercicio sobre secciones planas y desarrollo de poliedros
La Figura 18 muestra el proceso de desarrollo automático mediante la extensión
Unfold. Con esta herramienta se selecciona una cara de referencia y el plugin coloca
cada cara, seleccionadas de una en una, en el plano de la cara de referencia.
34
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
Figura 18 - Desarrollo con extensión Unfold en SketchUp
Una vez que se ha desplegado la superficie del poliedro, con la orden Align del
menú Herramientas se coloca el desarrollo apoyado en el plano coordenado x-y, como
lo muestra la Figura 19 y de esta forma se podrá exportar en 2D al formato dxf.
Para realizar las proyecciones ortogonales automáticas, primero se copia el
modelo una vez por cada vista que se posicionan en base al Sistema Monge con la
herramienta girar (ver Figura 19 a la izquierda). En el año 2014 en el grupo SoLCAD
desarrollamos una extensión que produce las vistas automáticas sin necesidad del
procedimiento anterior de copiar y girar. Esta extensión está en proceso de publicarse
en el almacén de extensiones. En la Figura 19 a la derecha, se muestran las
proyecciones ortogonales automáticas logradas utilizando la extensión gratuita Flatten
to plane. El resultado es un dibujo 2D. En la imagen se trazaron líneas verticales para
ilustrar la dirección de los rayos de proyección.
Una vez generadas las vistas en proyección ortogonal, son exportadas en formato
DXF utilizando la extensión skp_to_dxf. El archivo generado puede abrirse con
cualquier programa CAD ya que el formato DXF es un estándar de intercambio.
Figura 19 - Izquierda: vistas, isométrica y desarrollo. Derecha: proyecciones automáticas
35
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
Desde el programa DraftSight lo abrimos y guardamos como archivo DWG. En
esta etapa se procede a la edición de las vistas automáticas, generando las capas que
se consideren necesarias para organizar el dibujo y con sus propiedades (líneas
visibles, no visibles, cotas, desarrollo, etc.). Al igual que AutoCAD, DraftSight cuenta
con Espacio Modelo y Espacio Papel. En este último se configuran las pestañas de
Presentación o Layouts donde se hacen las láminas para su posterior salida en PDF o
papel. En la Figura 20 se muestra la interfaz de DraftSight en la pestaña donde se está
haciendo la presentación con la inclusión de un formato A4 apaisado como lámina.
Figura 20 - Acotación y edición de Presentación en DraftSight
A continuación se presenta la resolución de un ejercicio sobre el tema
―Intersección de superficies‖ (FREDE, ALTENIDIKER, 1974, p. 75). Se trata de un
cilindro recto de eje vertical atravesado por un prisma recto de base cuadrada y eje
inclinado (ver datos en la Figura 21 de la izquierda). A partir del modelado 3D, se
deben representar las vistas fundamentales en forma automática en el Sistema Monge
analizando visibilidad. Se hacen dos proyecciones isométricas automáticas mostrando
en una el conjunto y en otra sólo el cilindro vaciado. En formato A3 y escala 1:1.
Como en el ejemplo anterior, se hace el modelo 3D en SketchUp (ver Figura 21).
Figura 21 - Ejercicio sobre intersección de superfícies. Modelado 3D
36
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
En la Figura 22 a la izquierda se ve el conjunto modelado y las proyecciones
isométricas automáticas, y a la derecha están las proyecciones automáticas en
Sistema Monge hechas con la extensión Flatten to plane.
Figura 22 - SketchUp: Proyecciones automáticas: isométrica y Sistema Monge
Posteriormente se exporta la gráfica 2D a DXF para continuar el trabajo en el
programa DraftSight organizando las proyecciones, definiendo la visibilidad de las
líneas y completando la presentación para la salida impresa, como se ve en Figura 23.
Figura 23 - DraftSight: Presentación de la lámina en el espacio papel
4.2.3 Modelado 3D de superficies alabeadas con SketchUp
La versión Freeware de SketchUp es muy buena, potente y su funcionalidad aumenta
notablemente gracias a las extensiones que aumentan las posibilidades de diseño y la
productividad. Además es una buena herramienta didáctica y educativa.
En la Figura 24 se muestra el proceso de modelado de un paraboloide hiperbólico
a partir de su geometría de rectas generatrices paralelas a un plano director que se
apoyan en rectas directrices oblicuas. A la derecha se ven opciones de edición.
37
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
Figura 24 – Proceso de modelado por definición y opciones de edición por escalado axial
El mismo paraboloide fue modelado en forma automática con el uso de la
extensión Soap Bubble Skin, una extensión de libre disponibilidad (ver Figura 25).
Figura 25 - Paraboloide hiperbólico: modelado con extensión Soap Bubble Skin
En la Figura 26 se muestra la generación, representación y edición de un
hiperboloide reglado de revolución. En este ejemplo el modelado se hizo generando
una malla reglada compuesta por 48 generatrices: 24 ítems a partir de la recta ―g‖
original (en color rojo), más 24 ítems correspondientes a las rectas simétricas de ―g‖.
Figura 26 - Hiperboloide reglado de revolución. Modelado por definición y representación
38
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
En la Figura 27 a la izquierda se muestra la generación automática de un conoide
recto mediante la extensión Curviloft. Se usó una resolución de 24 generatrices.
Seleccionadas las directrices (recta y circunferencia) y con un clic, en segundos
Curviloft modeló la superficie. A la derecha de la misma figura se muestra otra vista
axonométrica del conoide terminado con aplicación de colores y sombras. También se
generó un conoide oblicuo a partir de modificar la pendiente de la directriz recta.
Figura 27 - Conoide: modelado automático con extensión Curviloft. Edición y sombras
5
Conclusión
Entendemos y compartimos la filosofía del Software Libre como un nuevo paradigma
de esta era. Y como tal, es común la resistencia al cambio. Consolidamos un camino
hacia el objetivo central de nuestra investigación: trabajar con software legal y gratuito.
Desde nuestra visión, la migración a Software Libre CAD es compleja pero factible
aunque lleve su tiempo y esfuerzo. Los programas libres están en permanente
evolución y tienen una curva de aprendizaje en general más alta. Estamos trabajando
actualmente con FreeCAD y Blender, cuyas posibilidades son magníficas. Mientras
tanto, los programas Freeware como DraftSight y SketchUp son excelentes
herramientas para una transición no traumática en el proceso de migración hacia el
Software Libre. Como docentes y usuarios finales estamos a disposición de los
colegas interesados para animarlos a usar estos programas como alternativas para la
enseñanza de nuestra disciplina.
Agradecimientos
A mis colaboradores del grupo SoLCAD: Hernán Alfredo Pangia Ctenas y Luis
Sebastián Nieva. Sus aportes son fundamentales para este proyecto de investigación.
Referencias
ADELL, Jordi; BERNABÉ, Iolanda. Software libre en educación. Castellón: Web
Elbonia-CENT, 2006. Disponible en: <http://goo.gl/tJ1Z92> Accedido en: 05 feb. 2015.
39
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492
BROCCA, Juan Carlos; CASAMIQUELA, René. Las licencias de software desde la
perspectiva del usuario final. Rev. Pilquen, n. 7, Viedma, dic. 2005. Disponible en
<http://www.scielo.org.ar/pdf/spilquen/n7/n7a12.pdf > Accedido en: 05 feb. 2015.
CHAVEZ BARBOSA, Carolina – CHENG, Liang-Yee. Uso de CAD Freeware no
Ensino de Engenharia. XVIII Simpósio Nacional de Geometria e Desenho Técnico.
VII International Conference on Graphics Engineering for Arts and Design. UFPR,
Curitiba:, 2007. Disponible en: <http://goo.gl/yuPXdW> Accedido en: 09 feb. 2015.
DIEGUEZ GONZÁLEZ, Agustín. Dibujo Geométrico y Normalización. Ed. McGrawHill, 1974.
FREDE, Ludger; ALTENIDIKER, Friedrich. El dibujo en proyección diédrica. Ed.
española Barcelona: Gustavo Gilli, 1974.
GNU.org. Categorías de software libre y software que no es libre. Proyecto GNU,
1996-2014.
Disponible
en:
<http://www.gnu.org/philosophy/categories.es.html>
Accedido en: 26 enero 2015.
HERNÁNDEZ,
Jordi
Mas
i.
Software libre: técnicamente viable,
económicamente sostenible y socialmente justo. Barcelona: Infonimia, 2005.
Disponible en: <https://goo.gl/AoV9eX> Acceso en: 20 enero 2015.
MÉROU, René. Mapa conceptual del Software Libre [2010]. 1 imagen 1040 × 734
pixels. Formato SVG. Disponible en: <http://es.wikipedia.org/wiki/Software_libre>
Accedido en: 26 enero 2015.
MORELLI, Rubén D.; JANDA, Ludmila M. Ejercitaciones CAD 2D para el aula
utilizando Software Libre y Freeware. En: IV CONGRESO INTERNACIONAL DE
EXPRESIÓN GRÁFICA EN INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y ÁREAS AFINES EGRAFIA, 2012, La Plata. Actas, La Plata, Color Magenta Grafica, 2012. p. 203-207.
MORELLI, Rubén D.; MORELLI, Leonardo R. El Software Libre en la enseñanza de
la Representación Gráfica. En: IV CONGRESO INTERNACIONAL DE EXPRESIÓN
GRÁFICA EN INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y ÁREAS AFINES - EGRAFIA, 2012,
La Plata. Actas, La Plata, Color Magenta Grafica, 2012. p. 219-223.
MORELLI, Rubén D.; PANGIA CTENAS Hernán A. Enseñar utilizando programas
CAD gratuitos. En: X INTERNATIONAL CONFERENCE ON GRAPHICS FOR ARTS
AND DESIGN – GRAPHICA 2013. Florianópolis: Actas, CCE-UFSC, Florianópolis,
2013. Disponible en: <http://goo.gl/WqmwXe> Accedido en: 10 marzo 2015.
MORELLI, Rubén D. Representación de superficies regladas alabeadas con
SketchUp. En: V CONGRESO INTERNACIONAL DE EXPRESIÓN GRÁFICA y XI
CONGRESO NACIONAL DE PROFESORES DE EXPRESIÓN GRÁFICA EN
INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y ÁREAS AFINES – EGRAFIA, 2014, Rosario. Actas,
L. Olivero-Egrafia, Rosario, 2014. p. 570-575.
SPENCER Henry, DYGDON John, NOVAK, James. Dibujo Técnico. Ed. Alfaomega,
2009.
STALLMAN, Richard M. Software libre para una sociedad libre. 1ª ed. Madrid, 2004.
Disponible en: <https://goo.gl/bUvWXe> Accedido en: 26 enero 2015.
40
Vol. 3, No. 1, 2015, ISSN 2318-7492